由明尼苏达大学研究人员领导的国际研究小组开发出先进的引力波探测技术，可在探测到引力波后30秒内发出警报。这种快速通知系统对于研究中子星、黑洞和重元素的产生非常有用。新的研究将改善引力波的探测，引力波是空间和时间上的缺陷。来自明尼苏达大学双城科学与工程学院的科学家与一个国际团队一起领导了这项研究。
这项研究的目标是在检测到中子星或黑洞后30 秒内向天文学家和天体物理学家发出警报，并确定中子星和黑洞以及金和铀等重元素是如何形成的，这将帮助您更好地了解正在生成的内容。
这项研究的结果最近发表在同行评审的开放获取科学期刊《美国国家科学院院刊》 (PNAS) 上。
引力波通过沿一个方向压缩时空并沿垂直方向拉伸时空来与时空相互作用。因此，当前最先进的引力波探测器都是L形的，并使用干涉测量法，这是一种通过观察两个光源组合产生的干涉图案来确定激光的相对长度的测量方法。为了探测引力波，必须精确测量激光的长度。这相当于用一根头发丝的宽度来测量到最近恒星（约4光年）的距离。
该图显示了研究人员发出警报所需的时间，平均不到30 秒。安德鲁·托伊沃宁摄
这项研究是LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 合作的一部分，该合作是一个全球引力波干涉仪网络。最新的模拟活动使用了之前观测周期的数据，并添加了模拟引力波信号，以展示软件和仪器升级的性能。该软件可以检测信号的形状，跟踪其行为，并估计事件是否包含中子星或黑洞等质量。中子星是已知存在的最小、密度最大的恒星，是在大质量恒星爆炸成超新星时形成的。
当软件检测到引力波信号时，它会向用户发送警报。警报通常还包括天文学家和天体物理学家，让他们知道信号在天空中的位置。此次观测窗口升级将使科学家能够在检测到引力波后30 秒内更快地发送警报。
明尼苏达大学双城分校城市学院物理系的安德鲁·托伊沃宁说：“该软件使我们能够探测中子星碰撞产生的引力波，除非我们知道观测的确切位置，否则这些引力波通常太微弱而无法看到。”天文学系博士生。 “首次探测到引力波将有助于确定撞击位置，并帮助天文学家和天体物理学家完成进一步的研究。”
天文学家和天体物理学家利用这些信息来了解中子星的行为方式、中子星和黑洞碰撞时如何发生核反应，以及金和铀等重元素如何发生反应，并可以研究它是如何产生的。
这将是使用激光干涉仪引力波天文台(LIGO) 进行的第四次观测，观测期将持续到2025 年2 月。在前三次观察中，科学家们改进了对信号的检测。观察之后，研究人员将继续检查数据并进一步改进，以更快地发出警报。
编译来源：科技日报
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